6.6 A tensão do joelho de um diodo é aproximadamente igual à: (0,5)
a) Tensão aplicada
b) Barreira de potencial
c) Tensão de ruptura
d) Tensão direta
a) Tensão aplicada
b) Barreira de potencial
c) Tensão de ruptura
d) Tensão direta
Passo 1
O enunciado pede para escolher a alternativa correta sobre o que é aproximadamente igual à “tensão do joelho” de um diodo. As alternativas dadas são:
a) Tensão aplicada
b) Barreira de potencial
c) Tensão de ruptura
d) Tensão direta
a) Tensão aplicada
b) Barreira de potencial
c) Tensão de ruptura
d) Tensão direta
Passo 2
O que é a “tensão do joelho”? Vou explicar devagar, como se estivéssemos olhando o gráfico corrente versus tensão de um diodo. Esse gráfico mostra que, quando aplicamos uma tensão direta pequena, a corrente é praticamente nula; ao aumentar a tensão, num certo ponto a corrente cresce muito rapidamente. Esse ponto onde a curva “faz o joelho” — isto é, onde a condução passa de praticamente zero para um crescimento forte — é chamado de tensão do joelho. Numericamente, para diodos de silício esse valor costuma ser da ordem de
; para germanium é cerca de
. Isso já dá uma pista do que a tensão do joelho representa: é uma tensão característica de condução em polarização direta.
Agora vou explicar o que é cada alternativa, de modo simples:
- a) Tensão aplicada: é qualquer tensão que você coloca nos terminais do diodo. Pode ser pequena ou grande; não é um valor fixo do diodo, é a variável do circuito.
- b) Barreira de potencial: é a diferença de potencial interna da junção p–n em equilíbrio (sem polarização externa). Esse valor (o potencial de built‑in) é da mesma ordem que a tensão de joelho em alguns contextos, mas é conceitualmente distinto: a barreira existe no equilíbrio e depende de dopagem, temperatura; não é exatamente a tensão externa na qual a corrente explode.
- c) Tensão de ruptura: é a tensão negativa (polarização inversa) em que o diodo entra em avalanche e começa a conduzir fortemente no sentido inverso. Esse é um fenômeno em polarização reversa, tipicamente muito maior em magnitude ( dezenas a centenas de volts ou o especificado pelo diodo).
- d) Tensão direta: é a queda de tensão através do diodo quando ele está polarizado em direto e conduz. Muitas vezes os fabricantes dão um valor típico de tensão direta (forward voltage) na corrente de operação, por exemplo
para diodos de silício.
Passo 3
Comparemos conceito a conceito com a definição de “tensão do joelho”: a tensão do joelho é justamente o valor da tensão direta em que o diodo começa a conduzir de forma apreciável — ou seja, a queda de tensão quando entra em condução. Por isso faz sentido associá‑la à tensão direta (forward voltage) do diodo. Em linguagem prática de circuito: quando a tensão aplicada alcança esse valor de tensão direta, a corrente deixa de ser desprezível.
Por que as outras alternativas estão erradas (resumido e direto)?
- a) Tensão aplicada: muito genérico — a tensão do joelho não é qualquer tensão aplicada, é um valor característico.
- b) Barreira de potencial: relacionada, mas não é a mesma coisa operacionalmente; a barreira de potencial é interna em equilíbrio, enquanto a tensão do joelho refere‑se à tensão externa na qual o diodo começa a conduzir. Em provas costuma não ser aceita como sinônimo direto.
- c) Tensão de ruptura: é para polarização reversa, completamente diferente do joelho (que é em polarização direta).
Portanto, a definição operacional usada em praticamente todo material didático e em provas é: a tensão do joelho é aproximadamente igual à tensão direta (forward voltage) do diodo — o valor de tensão direta no qual a corrente aumenta rapidamente.
Resposta
d) Tensão direta